Мониторинг парниковых газов – это прямое измерение выбросов и уровней парниковых газов . Существует несколько различных методов измерения концентрации углекислого газа в атмосфере , включая инфракрасный анализ и манометрию . Метан и закись азота измеряются другими приборами. Парниковые газы измеряются из космоса, например, с помощью Орбитальной углеродной обсерватории и сетей наземных станций , таких как Интегрированная система наблюдения за углеродом .
Манометрия является ключевым инструментом измерения содержания углекислого газа в атмосфере , поскольку сначала измеряется объем, температура и давление определенного количества сухого воздуха. Пробу воздуха сушат, пропуская через несколько ловушек с сухим льдом , а затем собирая в пятилитровую емкость. Температура измеряется термометром, а давление рассчитывается с помощью манометра . Затем добавляется жидкий азот , в результате чего углекислый газ конденсируется и становится измеряемым по объему. [1] Закон идеального газа имеет точность до 0,3% в условиях такого давления.
Инфракрасные анализаторы использовались в обсерватории Мауна-Лоа и Океанографическом институте Скриппса в период с 1958 по 2006 год. ИК-анализаторы работают, прокачивая неизвестный образец сухого воздуха через ячейку длиной 40 см. Эталонная ячейка содержит сухой воздух, не содержащий углекислого газа . [1] Светящаяся нихромовая нить излучает широкополосное ИК-излучение , которое разделяется на два луча и проходит через газовые ячейки. Углекислый газ поглощает часть излучения , позволяя большему количеству излучения, проходящего через эталонную ячейку, достигать детектора, чем излучения, проходящего через ячейку для образца. Данные собираются на ленточном самописце. Концентрацию диоксида углерода в образце определяют количественно путем калибровки стандартным газом с известным содержанием диоксида углерода . [1]
Титриметрия — еще один метод измерения углекислого газа в атмосфере , который впервые был использован скандинавской группой на 15 различных наземных станциях. Они начали пропускать пробу воздуха объемом 100,0 мл через раствор гидроксида бария , содержащий индикатор крезолфталеин . [1]
Инфракрасный лидар дифференциального поглощения с разрешением по дальности (DIAL) — это средство измерения выбросов метана из различных источников, включая действующие и закрытые свалки. [2] DIAL выполняет вертикальное сканирование над источниками метана , а затем пространственно разделяет снимки для точного измерения выбросов метана из отдельных источников. Измерение выбросов метана является важнейшим аспектом исследований изменения климата , поскольку метан является одним из наиболее опасных видов газообразных углеводородов . [2]
Закись азота является одним из наиболее известных антропогенных озоноразрушающих газов в атмосфере. [3] Он попадает в атмосферу в основном из природных источников, таких как почва и камни, а также в результате антропогенных процессов, таких как сельское хозяйство. Атмосферная закись азота также создается в атмосфере как продукт реакции между азотом и электронно-возбужденным озоном в нижней термосфере .
Спектрометр с преобразованием Фурье для эксперимента по химии атмосферы ( ACE-FTS ) — это инструмент, используемый для измерения концентрации закиси азота в верхней и нижней тропосфере . Этот прибор, прикрепленный к канадскому спутнику SCISAT , показал, что закись азота присутствует во всей атмосфере в любое время года, в первую очередь из-за осадков энергичных частиц. [3] Измерения, проведенные прибором, показывают, что разные реакции создают закись азота в нижней термосфере, чем в средней и верхней мезосфере . ACE -FTS является важнейшим ресурсом для прогнозирования будущего разрушения озона в верхних слоях стратосферы путем сравнения различных способов выброса закиси азота в атмосферу. [3]
Орбитальная углеродная обсерватория (OCO) была впервые запущена в феврале 2009 года, но была потеряна из-за неудачного запуска. [4] Спутник был снова запущен в 2014 году, на этот раз под названием « Орбитальная углеродная обсерватория-2» , его предполагаемый срок службы составит около двух лет. Аппарат использует спектрометры для проведения 24 измерений концентрации углекислого газа в атмосфере Земли в секунду . [5] Измерения, проведенные OCO-2, могут быть использованы для глобальных атмосферных моделей и позволят ученым определять местонахождение источников углерода , когда его данные будут сопоставлены с характером ветра . Орбитальная углеродная обсерватория-3 работает с Международной космической станции (МКС). [4]
Спутниковые наблюдения обеспечивают точные показания концентрации углекислого газа и метана для краткосрочных и долгосрочных целей, чтобы обнаружить изменения с течением времени. [6] Целью этого спутника , выпущенного в январе 2009 года, является мониторинг углекислого газа и метана в атмосфере, а также выявление их источников. [6] GOSat — это проект трех основных организаций: Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA), Министерства окружающей среды (MOE) и Национального института экологических исследований (NIES). [6]
Интегрированная система наблюдения за выбросами углерода была создана в октябре 2015 года в Хельсинки, Финляндия, как Европейский консорциум исследовательской инфраструктуры (ERIC) . [7] Основной задачей ICOS является создание Исследовательской инфраструктуры интегрированной системы наблюдения за выбросами углерода (ICOS RI), которая облегчает исследования выбросов парниковых газов , их поглотителей и их причин. ICOS ERIC стремится связать свои собственные исследования с другими исследованиями выбросов парниковых газов для получения последовательных информационных продуктов и содействия образованию и инновациям . [7]
{{cite news}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )